# wenyan-plus-plus-pp/modules/quantum/main.py

import numpy as np
from qiskit import QuantumCircuit
from qiskit.circuit.library import TwoLocal
from qiskit.quantum_info import SparsePauliOp
from qiskit.primitives import Estimator
from scipy.optimize import minimize

from ..classical.optimizer import Optimizer
from ...core.hybrid_engine import HybridEngine
from ...algorithms.vqe import VQESolver, create_ansatz

def 初始化量子模块():
    """初始化量子计算模块"""
    print("测试量子模块...")
    # 这里可以添加更多的初始化代码
    print("量子模块初始化成功")
    return True

def 运行VQE(哈密顿量, 量子比特数, max_iter=100, reps=1):
    """
    运行变分量子本征求解器(VQE)
    
    参数:
        哈密顿量: 要求解的哈密顿量，格式为Pauli字符串和系数的列表
        量子比特数: 量子系统的比特数
        max_iter: 最大迭代次数
        reps: 电路重复次数
    
    返回:
        VQE计算结果
    """
    # 先创建ansatz电路，获取参数数量
    temp_circuit = create_ansatz(None, 量子比特数, reps)
    num_params = temp_circuit.num_parameters
    
    # 使用正确数量的初始参数
    initial_params = np.random.uniform(-np.pi, np.pi, num_params)
    
    # 创建VQE求解器
    求解器 = VQESolver(哈密顿量, 量子比特数, reps=reps)
    
    # 运行优化
    结果 = 求解器.engine.optimize(
        initial_params=initial_params,
        max_iter=max_iter
    )
    
    return 结果

def 创建哈密顿量(pauli_list):
    """
    从Pauli字符串列表创建哈密顿量
    
    参数:
        pauli_list: Pauli字符串和系数的列表，例如 [('II', -1.052373), ('IZ', 0.397937)]
    
    返回:
        SparsePauliOp表示的哈密顿量
    """
    # 提取Pauli字符串和系数
    pauli_strings = [item[0] for item in pauli_list]
    coefficients = [item[1] for item in pauli_list]
    
    # 创建哈密顿量
    Hamiltonian = SparsePauliOp(pauli_strings, coefficients)
    
    return Hamiltonian

def 测试量子模块():
    """测试量子模块功能"""
    初始化量子模块()
    
    # 测试哈密顿量
    哈密顿量列表 = [('II', -1.052373), ('IZ', 0.397937), ('ZI', -0.397937), 
                 ('ZZ', -0.01128), ('XX', 0.180931)]
    print(f"孤分子哈密顿量: {哈密顿量列表}")
    
    # 运行VQE
    try:
        result = 运行VQE(哈密顿量列表, 2, max_iter=3)
        print(f"VQE结果: {result}")
        return result
    except Exception as e:
        print(f"量子评估失败: {e}")
        raise

# 如果直接运行此文件，则执行测试
if __name__ == "__main__":
    测试量子模块()